CN111146134A - 基板载置台、基板处理装置以及基板处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供在对FPD用的基板进行蚀刻等处理时进行面内均匀性较高的处理的基板载置台、基板处理装置以及基板处理方法。一种基板载置台，当在处理容器内处理基板时所述基板载置台载置所述基板并对其进行调温，其中，所述基板载置台具有：金属制的第1板，其借助间隙被划分区域成多个调温区域；以及金属制的第2板，其与所述第1板接触，并具有比所述第1板的热传导率低的热传导率，各个所述调温区域内置有进行固有的调温的调温部，具有用于载置所述基板的上表面的所述第1板载置于所述第2板的上表面。

Description

基板载置台、基板处理装置以及基板处理方法
技术领域
本公开涉及基板载置台、基板处理装置以及基板处理方法。
背景技术
专利文献1中公开有一种基板载置台，该基板载置台具有金属制的基材和用于吸附基板的静电卡盘，基材的至少与静电卡盘接触的部分由马氏体类不锈钢或铁素体类不锈钢构成。根据专利文献1中公开的基板载置台和包括该基板载置台的基板处理装置，能够防止由基材与静电卡盘之间的热膨胀差引起的静电卡盘的破损。
专利文献1：日本特开2017－147278号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开提供在平板显示器(Flat Panel Display，以下称作“FPD”)的制造过程中对FPD用的基板进行蚀刻处理等时有利于进行面内均匀性较高的处理的基板载置台和基板处理装置。
用于解决问题的方案
本公开的一技术方案为一种基板载置台，当在处理容器内处理基板时所述基板载置台载置所述基板并对其进行调温，其中，
所述基板载置台具有：
金属制的第1板，其借助间隙被划分区域成多个调温区域；以及
金属制的第2板，其与所述第1板接触，并具有比所述第1板的热传导率低的热传导率，
各个所述调温区域内置有进行固有的调温的调温部，
具有用于载置所述基板的上表面的所述第1板载置于所述第2板的上表面。
发明的效果
根据本公开，能够提供在对FPD用的基板进行蚀刻处理等时进行面内均匀性较高的处理的基板载置台、基板处理装置以及基板处理方法。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的基板载置台、基板处理装置以及基板处理方法的一个例子的剖视图。
图2是图1的II－II向视图，且是第1板的横剖视图。
图3A是模拟了第1板的一个例子的俯视图。
图3B是模拟了第1板的另一例子的俯视图。
图3C是模拟了第1板的又一例子的俯视图。
图3D是模拟了第1板的再一例子俯视图。
图3E是模拟了第1板的又再一例子的俯视图。
图4A是温度分析中使用的基板载置台模型的一个例子的侧视图。
图4B是温度分析中使用的基板载置台模型的另一例子的侧视图。
图4C是图4A、图4B的C－C向视图，且是温度调整板模型的横剖视图，还是表示分析温度指定部位的图。
图5A是表示放电次数与电极温度的相关图表的图。
图5B是放大了图5A的B部的图。
图6是模拟了在验证蚀刻速率和选择比的实验中应用的基板载置台的俯视图的图。
图7是表示与SiN膜的蚀刻速率的温度依赖性相关的实验结果的图表。
图8是表示与SiO膜的蚀刻速率的温度依赖性相关的实验结果的图表。
图9是表示与Si膜的蚀刻速率的温度依赖性相关的实验结果的图表。
图10是表示与SiO/Si选择比的温度依赖性相关的实验结果的图表。
具体实施方式
以下，参照附图对本公开的实施方式所涉及的基板载置台、基板处理装置以及基板处理方法进行说明。另外，在本说明书和附图中，存在对实质上相同的构成要素标注相同的附图标记而省略重复的说明的情况。
[实施方式]
＜基板载置台、基板处理装置以及基板处理方法＞
首先，参照图1和图2对本公开的实施方式所涉及的基板处理装置、基板处理方法以及构成基板处理装置的基板载置台的一个例子进行说明。在此，图1是表示实施方式所涉及的基板载置台和基板处理装置的一个例子的剖视图。而且，图2是图1的II－II向视图，且是第1板的横剖视图。
图1中所示的基板处理装置100为相对于FPD用的俯视呈矩形的基板(以下简称作“基板”)G执行各种基板处理方法的电感耦合型等离子(Inductive Coupled Plasma：ICP)处理装置。作为基板的材料，主要使用玻璃，根据用途，还存在使用透明的合成树脂等的情况。在此，基板处理中包含蚀刻处理、使用了CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)法的成膜处理等。作为FPD，例示液晶显示器(Liquid Crystal Display：LCD)、电致发光(Electro Luminescence：EL)、等离子显示板(Plasma Display Panel：PDP)等。而且，FPD用基板的平面尺寸随着世代的推移而大规模化，利用基板处理装置100处理的基板G的平面尺寸至少包含例如从第6代的1500mm×1800mm左右的尺寸到第10代的2800mm×3000mm左右的尺寸。而且，基板G的厚度为0.5mm至几mm左右。
图1所示的基板处理装置100具有：长方体状的箱型的处理容器10、配设于处理容器10内且用于载置基板G的俯视呈矩形的外形的基板载置台60以及控制部90。
处理容器10利用电介质板11划分为上下两个空间，上侧空间成为形成天线室的天线容器12，下侧空间成为形成处理室的腔室13。在处理容器10中，在作为腔室13与天线容器12之间的分界的位置配设有矩形环状的支承框14，该支承框14向处理容器10的内侧突出设置，在支承框14载置有电介质板11。处理容器10利用接地线13c接地。
处理容器10由铝等金属形成，电介质板11由氧化铝(Al2O3)等陶瓷、石英形成。
在腔室13的侧壁13a开设有用于相对于腔室13输入输出基板G的输入输出口13b，输入输出口13b利用闸阀20开闭自如。腔室13与内包输送机构的输送室(均未图示)相邻，对闸阀20进行开闭控制，而利用输送机构经由输入输出口13b进行基板G的输入输出。
而且，在腔室13的底部开设有多个排气口13d，在排气口13d连接有气体排气管51，气体排气管51经由开闭阀52连接于排气装置53。由气体排气管51、开闭阀52以及排气装置53形成气体排气部50。排气装置53具有涡轮分子泵等真空泵，在加工中自如地将腔室13内抽真空到规定的真空度。另外，在腔室13的适当位置设有压力计(未图示)，向控制部90发送由压力计得到的监视信息。
在电介质板11的下表面设有用于支承电介质板11的支承梁，支承梁可兼用做喷头30。喷头30由铝等金属形成，可以施加基于阳极氧化的表面处理。在喷头30内形成有在水平方向上延伸设置的气体流路31，气体流路31与气体喷出孔32连通，该气体喷出孔32向下方延伸设置并面向位于喷头30下方的处理空间S。
在喷头30的上表面连接有与气体流路31连通的气体供给管41，并与处理气体供给源44连接。在气体供给管41的中途位置插入有开闭阀42和质量流量控制器那样的流量控制器43。由气体供给管41、开闭阀42、流量控制器43以及处理气体供给源44形成处理气体供给部40。另外，气体供给管41在中途分支，各分支管与开闭阀、流量控制器、以及对应于处理气体种类的处理气体供给源(未图示)连通。在等离子处理中，自处理气体供给部40供给的处理气体经由气体供给管41向喷头30供给，并经由气体喷出孔32向处理空间S喷出。
在天线容器12内配设有高频天线15。高频天线15通过将由铜、铝等导电性良好的金属形成的天线导线15a卷装成环状或漩涡状而形成。例如，可以将环状的天线导线15a多重配设。
在天线导线15a的端子连接有向天线容器12的上方延伸设置的供电构件16，在供电构件16的上端连接有供电线17，供电线17经由进行阻抗匹配的匹配器18连接于高频电源19。通过自高频电源19对高频天线15施加例如13.56MHz的高频电力，从而在腔室13内形成感应电场。利用该感应电场，自喷头30向处理空间S供给的处理气体被等离子化而生成电感耦合型等离子，并向基板G提供等离子中的离子和原子团。高频电源19是等离子产生用的源，如以下详细说明的那样，连接于基板载置台60的高频电源73(电源的一个例子)成为对产生的离子进行吸引并赋予其动能的偏压源。这样，在离子源利用电感耦合生成等离子，将作为另一电源的偏压源与基板载置台60连接并对离子能量进行控制，从而能够独立地进行等离子的生成和对离子能量的控制，能够提高加工的自由度。自高频电源19输出的高频电力的频率优选在0.1MHz至500MHz的范围内设定。
接下来，对基板载置台60进行说明。如图1所示，基板载置台60具有被多个调温区域61a、61b划分出区域的金属制的第1板61以及与各个调温区域61a、61b接触的一张金属制的第2板63。形成第1板61的各调温区域61a、61b借助间隙66被划分出区域，各调温区域61a、61b在间隙66的上下位置连续。即，间隙66在第1板61的内部形成有空洞。而且，在第1板61的下表面连接有第2板63。
第1板61的俯视形状为矩形，具有与载置于基板载置台60的FPD相同程度的平面尺寸。例如，图2所示的第1板61具有与所载置的基板G相同程度的平面尺寸，长边的长度t2能够设定为1800mm至3000mm左右，短边的长度t3能够设定为1500mm至2800mm左右的尺寸。相对于该平面尺寸，第1板61和第2板63的厚度的总计可成为例如50mm至100mm左右。
在第1板61的下方配设的第2板63为具有比第1板61的热传导率低的热传导率的金属制的板。例如，第1板61由铝或铝合金形成。另一方面，第2板63由不锈钢形成。
作为第1板61的形成材料的铝为热传导率较高的金属材料，作为JIS规格，可列举A5052、A6061、A1100等。A5052的热传导率为138W/m·K，A6061的热传导率为180W/m·K，A1100的热传导率为220W/m·K。
另一方面，作为第2板63的形成材料的不锈钢为热传导率较低的金属材料。不锈钢中包含马氏体类不锈钢、铁素体类不锈钢、奥氏体类不锈钢。
马氏体类不锈钢的金属组织主要由马氏体相形成，作为JIS规格，优选SUS403、SUS410、SUS420J1、SUS420J2。而且，作为其他的马氏体类不锈钢，能够列举SUS410S、SUS440A、SUS410F2、SUS416、SUS420F2、SUS431等。关于马氏体类不锈钢的热传导率，SUS403的热传导率为25.1W/m·K，SUS410的热传导率为24.9W/m·K，SUS420J1的热传导率为30W/m·K，SUS440C的热传导率为24.3W/m·K。
另一方面，铁素体类不锈钢的金属组织主要由铁素体相形成，作为JIS规格，优选SUS430。而且，作为其他的铁素体类不锈钢，能够列举SUS405、SUS430LX、SUS430F、SUS443J1、SUS434、SUS444等。关于铁素体类不锈钢的热传导率，SUS430的热传导率为26.4W/m·K。
此外，奥氏体类不锈钢的金属组织主要由奥氏体相形成，作为JIS规格，优选SUS303、SUS304、SUS316。关于奥氏体类不锈钢的热传导率，SUS303和SUS316的热传导率为15W/m·K，SUS304的热传导率为16.3W/m·K。
这样，不锈钢的热传导率具有铝的热传导率的1/5至1/10左右的较低的热传导率。
第1板61和第2板63的层叠体载置于由绝缘材料形成的矩形构件68上，矩形构件68固定于腔室13的底板上。
在用于载置基板G的第1板61的上表面形成有静电卡盘67，该静电卡盘67包括直接载置基板G的载置面。静电卡盘67为通过喷镀氧化铝等陶瓷而形成的电介质覆膜，内置具有静电吸附功能的电极67a。电极67a经由供电线74连接于直流电源75。在利用控制部90打开介于供电线74之间的开关(未图示)时，自直流电源75向电极67a施加直流电压从而产生库仑力。在该库仑力的作用下，基板G静电吸附于静电卡盘67的上表面，而被保持在载置于第1板61的上表面的状态
基板载置台60由第1板61、第2板63以及静电卡盘67构成。在静电卡盘67的上表面(基板G的载置面)或第1板61配设有热电偶(未图示)等温度传感器，温度传感器可以随时监视静电卡盘67的上表面的温度或第1板61和基板G的温度。在基板载置台60以相对于基板载置台60的上表面(静电卡盘67的上表面)自如地突出退回的方式设置有多个升降脚(未图示)，该多个升降脚用于进行基板G的交接。
如图2所示，第1板61具有位于矩形框状的间隙66的外侧的外侧调温区域61b和位于间隙66的内侧的内侧调温区域61a，外侧调温区域61b和内侧调温区域61a在间隙66的上下连续。
在内侧调温区域61a设有调温介质流路62a，该调温介质流路62a以遍及矩形平面的整个区域的方式蛇形行进。对于图示例的调温介质流路62a，例如调温介质流路62a的一端62a1为调温介质的流入部，调温介质流路62a的另一端62a2为调温介质的流出部。
另一方面，在外侧调温区域61b以遍及矩形框状的整个区域的方式设有调温介质流路62b，该调温介质流路62b使供调温介质流通的去路和回路连续。对于图示例的调温介质流路62b，例如调温介质流路62b的一端62b1为调温介质的流入部，调温介质流路62b的另一端62b2为调温介质的流出部。
作为调温介质，应用液体状的热介质、例如制冷剂，该制冷剂应用Galden(注册商标)、Fluorinert(注册商标)等。
内侧调温区域61a内置的调温介质流路62a和外侧调温区域61b内置的调温介质流路62b均为“调温部”的一个例子。调温部中除供调温介质流通的调温介质流路62a、62b以外，还包含加热器等。更具体而言，内侧调温区域61a和外侧调温区域61b这两者作为调温部除了仅具有调温介质流路的图示例的形态以外，还存在仅具有加热器的形态、具有调温介质流路和加热器这两者的形态等。而且，根据用途，还可以是一者具有调温介质流路而另一者具有加热器的形态。而且，调温部未包含图示例中的冷却器81、84等调温源，而仅是指在构成基板载置台60的第1板61内置的调温构件。另外，作为电阻器的加热器由钨、钼、或这些金属中的任一种与氧化铝、钛等的化合物形成。
回到图1，内置于内侧调温区域61a的调温介质流路62a的两端与输送配管64a以及返回配管64b连通，输送配管64a向调温介质流路62a供给调温介质，返回配管64b将流过调温介质流路62a而被升温的调温介质排出。输送配管64a与输送流路82连通，返回配管64b与返回流路83连通，输送流路82以及返回流路83与冷却器81连通。冷却器81具有控制调温介质的温度、喷出流量的主体部和加压输送调温介质的泵(均未图示)。
由冷却器81、输送流路82以及返回流路83在内侧调温区域61a形成固有的调温源80A。
另一方面，内置于外侧调温区域61b的调温介质流路62b的两端与输送配管64c以及返回配管64d连通，输送配管64c向调温介质流路62b供给调温介质，返回配管64d将流过调温介质流路62b而被升温的调温介质排出。输送配管64c与输送流路85连通，返回配管64d与返回流路86连通，输送流路85以及返回流路86与冷却器84连通。冷却器84具有控制调温介质的温度、喷出流量的主体部和加压输送调温介质的泵(均未图示)。
由冷却器84、输送流路85以及返回流路86在外侧调温区域61b形成固有的调温源80B。
基板载置台60是通过向对应于内侧调温区域61a的中心区域以及对应于外侧调温区域61b的端边区域分别供给不同温度的调温介质，从而将各区域调温成不同温度的、进行划分区域调温的载置台。因此，内侧调温区域61a和外侧调温区域61b分别具有固有的调温源80A、80B。
另外，在共用冷却器的基础上，例如可以是以下形态：在输送流路82、85设置加热器等调温机构，在利用各调温机构使调温介质的温度变化之后，向各调温介质流路62a、62b供给不同温度的调温介质。而且，在调温部包含加热器的情况下，经由供电线与加热器连接的直流电源(加热器电源)包含于调温源。
对于在静电卡盘67的上表面或第1板61配设有热电偶等温度传感器的情况，随时向控制部90发送由温度传感器得到的监视信息。然后，基于发送出的监视信息，由控制部90执行基板载置台60(的静电卡盘67)或第1板61和基板G的调温控制。更具体而言，利用控制部90，调整自冷却器81、84向输送流路82、85供给的调温介质的温度、流量。而且，通过使进行了温度调整、流量调整的调温介质在调温介质流路62a、62b循环，能够分别以固有的温度对基板载置台60的中心区域和端边区域进行调温控制。成为如下情况：自传热气体供给部经由供给流路(均未图示)向静电卡盘67与基板G之间供给例如He气体等传热气体。在静电卡盘67开设有多个贯通孔(未图示)，在第2板63等埋设有供给流路(未图示)。通过经由供给流路、贯通孔、并经由静电卡盘67所具有的贯通孔向基板G的下表面供给传热气体，从而使被调温控制的基板载置台60的温度经由传热气体快速地向基板G热传递，而对基板G进行调温控制。
如图1所示，由静电卡盘67的外周、第1板61的外周以及矩形构件68的上表面形成台阶部，在该台阶部载置有矩形框状的聚焦环69。设定为在台阶部设有聚焦环69的状态下聚焦环69的上表面低于静电卡盘67的上表面。聚焦环69由氧化铝等陶瓷或石英等形成。在基板G载置于静电卡盘67的载置面的状态下，聚焦环69的上端面的内侧端部被基板G的外周缘部覆盖。
在第2板63开设有贯通孔63a，供电构件70贯穿贯通孔63a并连接于内侧调温区域61a的下表面。在供电构件70的下端连接有供电线71，供电线71经由进行阻抗匹配的匹配器72连接于作为偏压电源的高频电源73。即，构成第1板61的内侧调温区域61a电连接于高频电源73。通过自高频电源73对基板载置台60施加例如13.56MHz的高频电力，能够将在作为等离子产生用的源的高频电源19生成的离子向基板G吸引并对离子赋予离子能量。蚀刻速率的离子能量依赖性根据构成蚀刻对象膜的材料而不同，因而，在等离子蚀刻处理中，能够共同提高蚀刻速率和蚀刻选择比。另外，也可以是将供电构件70与第2板63的下表面连接而经由第2板63向第1板61施加高频电力的形态。
这样，也能够将自高频电源73被供电且被执行调温控制的第1板61称作温度调整板。以下，称作“温度调整板”的情况是指由铝等热传导率较高的金属形成且被执行调温控制的第1板61。
如图1所示，高频电源73仅连接于内侧调温区域61a，在内侧调温区域61a的下表面和外侧调温区域61b的下表面连接有由例如不锈钢形成的第2板63。第2板63为将作为温度调整板的第1板61相对于构成腔室13的矩形构件68固定的构件。而且，在将供电线71与第2板63连接的情况下，供电线71成为经由具有导电性的第2板63向温度调整板提供来自高频电源73的高频电力的构件。此外，第2板63为具有用于使He气体等传热气体向静电卡盘67的整个面扩散的扩散流路(未图示)的构件。这样，第2板63是构成基板载置台60的结构构件，同时还是根据情况而需要通电性能的构件。以下，存在将第2板63称作“传热调整板”的情况。
基板载置台60为通过对于内侧调温区域61a和外侧调温区域61b分别使例如不同温度的调温介质流通从而对基板载置台60的中心区域和端边区域个别地进行调温控制的载置台。因此，在内侧调温区域61a与外侧调温区域61b之间设置间隙66，而使双方难以进行热传递。例如，能够相对于外侧调温区域61b将内侧调温区域61a控制成相对高温。在第1板61由热传导率较高的铝形成的情况下，由于第1板61具有间隙66，从而例如能够使内侧调温区域61a整体成为均匀的高温状态，并能够使外侧调温区域61b整体成为均匀的低温状态。另外，内侧调温区域61a和外侧调温区域61b分别在间隙66的上下借助连接部连续，但连接部的厚度构成为薄于第1板61的间隙66以外处的厚度。因此，能够极力抑制内侧调温区域61a与外侧调温区域61b之间的热传递。因而，连接部的材质可以与连接部以外的材质相同地由铝构成，因此，间隙66可以在第1板61内部形成为空洞。
假设，若与内侧调温区域61a以及外侧调温区域61b连接的第2板63的热传导率较高，则可能阻碍分别以不同温度被调温了的内侧调温区域61a和外侧调温区域61b的调温状态。具体而言，可能产生例如促进自相对高温的内侧调温区域61a向相对低温的外侧调温区域61b的热传导，而使双方的区域的温度接近的作用。于是，在基板载置台60中，配设具有比第1板61的热传导率低的热传导率的第2板63。而且，由于随着第2板63的热传导率降低，自内侧调温区域61a向外侧调温区域61b的传热作用减小，因而第2板63优选由即使在不锈钢中热传导率也为最低的奥氏体类不锈钢形成。
第1板61的厚度能够在例如25mm至50mm的范围设定。构成第1板61的内侧调温区域61a和外侧调温区域61b分别在内部具有调温介质流路62a、62b，因而需要一定程度的厚度。另一方面，从能够容易产生内侧调温区域61a与外侧调温区域61b之间的温度差的观点来看，第1板61优选尽可能地较薄。更详细而言，通过以第1板61的调温介质流路62a、62b之间的间隙66部上下的厚度尽可能地较薄的方式在第1板61内设置调温介质流路62a、62b，能够容易地产生内侧调温区域61a与外侧调温区域61b之间的温度差。
另一方面，第2板63的厚度能够在例如20mm至45mm的范围设定。对于第2板63，为了减小传热作用而期望使其厚度设为较薄。然而，由于第2板63具有与FPD用的基板G相同程度的平面尺寸，因而，若第2板63的厚度薄于20mm，则可能产生由挠曲导致的变形等因刚度不足而引起的强度上的问题，因而优选将第2板63的厚度设为20mm以上。另一方面，从作为基板载置台的材料的通用性较高的不锈钢为45mm左右(材料成本)和传热作用的观点来看，可以将第2板63的厚度设定为45mm以下。
控制部90控制基板处理装置100的各结构部，例如控制构成调温源80A、80B的冷却器81、84、高频电源19、73、处理气体供给部40、基于自压力计发送的监视信息的气体排气部50等的动作。控制部90具有CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、ROM(Read OnlyMemory，只读存储器)以及RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)。CPU依据存储于RAM等存储区域的制程(加工制程)执行规定的处理。在制程设定有针对加工条件的基板处理装置100的控制信息。在控制信息中包含例如气体流量、处理容器10内的压力、处理容器10内的温度、构成第1板61的内侧调温区域61a和外侧调温区域61b的温度、加工时间等。例如，制程中包含将内侧调温区域61a的温度和外侧调温区域61b的温度分别控制为适合于等离子蚀刻处理等的固有的温度的处理。在此，“适合于等离子蚀刻处理等的固有的温度”是指适合于进行使在FPD用的宽幅的基板G的整个范围内的绝缘膜、电极膜等的蚀刻速率成为同样程度、且面内均匀性较高的处理的每个区域固有的温度。
制程和控制部90所应用的程序例如可以存储于硬盘、光盘、磁光盘等。而且，制程等也可以是以存储于CD－ROM、DVD、存储卡等能够由便携性的计算机读取的存储介质的状态安装于控制部90，并被控制部90读出的形态。控制部90除上述外还具有进行命令的输入操作等的键盘、鼠标等输入装置、可视化地显示基板处理装置100的运行状况的显示器等显示装置以及打印机等输出装置这样的用户界面。
根据使用了基板处理装置100的基板处理方法，通过对每个区域进行固有的调温控制，能够在FPD用的宽幅的基板G实现面内均匀性较高的处理。此外，如以下详细说明那样，由于在进行调温控制的热传导率较高的温度调整板(第1板61)上载置基板G，因而，能够在良好的热响应性(或温度响应性)的前提下执行等离子处理。因此，能够在被处理的基板G的张数(换言之，等离子的接通－断开的实施次数)较少的阶段使温度调整板的温度稳定。
(第1板的变形例)
接着，参照图3A至图3E对具有多个调温区域的第1板的变形例进行说明。图3A至图3E是模拟了第1板的变形例的俯视图。
图3A所示的第1板61A的俯视呈矩形的金属制板自中心朝向外周侧被两个矩形框状的间隙66划分成三个区域，第1板61A具有内侧区域61c、中间区域61d以及外侧区域61e。内侧区域61c、中间区域61d以及外侧区域61e分别内置有固有的调温介质流路、加热器等调温部，各个调温部具有固有的调温源(均未图示)。例如，以温度按照内侧区域61c、中间区域61d以及外侧区域61e的顺序降低的方式进行三个区域的调温控制。
另一方面，图3B所示的第1板61B的俯视呈矩形的金属制板的四个角部被L字型或倒L字型的间隙66划分成五个区域，第1板61B具有中央区域61f和四个角区域61g。例如，以中央区域61f相对于角区域61g成为相对高温的方式进行两个区域的调温控制。
另一方面，图3C所示的第1板61C的俯视呈矩形的金属制板的四个端边的中央位置被U字型或倒U字型的间隙66划分成五个区域，第1板61C具有中央区域61h和四个端边中央区域61j。例如，以中央区域61h相对于端边中央区域61j成为相对高温的方式进行两个区域的调温控制。
另一方面，图3D所示的第1板61D的俯视呈矩形的金属制板被格子状的间隙66划分成九个区域，第1板61D具有中央区域61k、角区域61m、边中央区域61n。中央区域61k、角区域61m以及边中央区域61n分别内置有固有的调温介质流路、加热器等调温部，各个调温部具有固有的调温源(均未图示)。例如，以温度按照中央区域61k、角区域61m、边中央区域61n的顺序降低的方式进行三个区域的调温控制。另外，边中央区域61n可以对长边的边中央区域与短边的边中央区域进行不同的调温控制。
此外，图3E所示的第1板61E的俯视呈矩形的金属制板自中心朝向外周侧被两个矩形框状的间隙66大致上划分成三个区域。具体而言，具有内侧区域61p、中间区域61q，此外，外侧的区域为位于四个角部的角区域61r和四个端边中央区域61s、61t被间隙66划分出区域的形态。另外，可以将四个端边中的、两个长边的端边中央区域设为61s，将两个短边的端边中央区域设为61t。内侧区域61p、中间区域61q、角区域61r、端边中央区域61s、61t分别内置有固有的调温介质流路、加热器等调温部，各个调温部具有固有的调温源(均未图示)。
对于该第1板61E，各区域的调温控制也存在多个形态。第1板61E的第1温度控制形态例如以温度按照内侧区域61p、中间区域61q、角区域61r、端边中央区域61s、61t的顺序降低的方式进行四个区域的调温控制。在此，端边中央区域61s、61t被控制为同一温度。
另一方面，第1板61E的第2温度控制形态例如以温度按照内侧区域61p、中间区域61q、角区域61r、端边中央区域61s、端边中央区域61t的顺序降低的方式进行五个区域的调温控制。在此，端边中央区域61s、61t被控制为不同的温度。
对于任一变形例所涉及的第1板，均能够通过在每个区域进行固有的调温控制，从而在FPD用的宽幅的基板G实现面内均匀性较高的处理。
[温度分析]
接着，参照图4A至图4C和表1说明温度分析的结果。在本温度分析中，使具有调温介质流路的温度调整板以及与温度调整板连接的传热调整板的金属种类变化，此外，使温度调整板和传热调整板的上下位置反转而制作四种分析模型，并对各分析模型执行了温度分析。利用本温度分析，指定温度调整板的多个部位的温度，验证最高温度和最低温度之间的温度差。在此，图4A和图4B均为温度分析所使用的基板载置台模型的一个例子的侧视图，图4C是图4A和图4B的C－C向视图，且是温度调整板模型的横剖视图，还是表示分析温度指定部位的图。
(分析概要)
本发明人们在计算机内制作了以下四种分析模型。以下的分析模型1至分析模型3分别为比较例1至比较例3，分析模型4为实施例。另外，为了方便，无论是配置于上方还是配置于下方，均将具有调温介质流路的一方标记为温度调整板模型，将不具有调温介质流路的一方标记为传热调整板模型。
＜分析模型1＞
分析模型1是图4A所示的分析模型M1，在下方具有温度调整板模型Mb，在上方具有传热调整板模型Ma。温度调整板模型Mb以A5052为原材料且厚度设为45mm，传热调整板模型Ma以SUS304为原材料且厚度设为25mm。如图4C所示，温度调整板模型Mb隔着矩形框状的间隙G具有内侧调温区域Mb1和外侧调温区域Mb2。内侧调温区域Mb1具有调温介质流路模型Mb11，外侧调温区域Mb2具有调温介质流路模型Mb21。
＜分析模型2＞
分析模型2的基本结构与分析模型1同样，但分析模型2的温度调整板模型Mb、传热调整板模型Ma均以A5052为原材料。
＜分析模型3＞
分析模型3为图4B所示的分析模型M2，在上方具有温度调整板模型Mc，在下方具有传热调整板模型Md。温度调整板模型Mc以A5052为原材料且厚度设为25mm，传热调整板模型Md以A5052为原材料且厚度设为25mm。如图4C所示，温度调整板模型Mc隔着矩形框状的间隙G具有内侧调温区域Mc1和外侧调温区域Mc2。内侧调温区域Mc1具有调温介质流路模型Mc11，外侧调温区域Mc2具有调温介质流路模型Mc21。
＜分析模型4＞
分析模型4的基本结构与分析模型3同样，但分析模型4的温度调整板模型Mc以A5052为原材料，传热调整板模型Md以SUS304为原材料。
在本温度分析中，使50℃的调温介质流过调温介质流路模型Mb11、Mc11，使0℃的调温介质流过调温介质流路模型Mb21、Mc21。
(分析结果)
利用点O至点C表示图4C中的多个分析温度指定部位。在此，点O为分析模型M1、M2的中心点，点A为短边的中央位置，点C为角部位置，点B为连结点O和点C的直线上的与间隙G相对应的位置。在各分析模型中，点O表示最高温度，点C表示最低温度，而求得最高温度和最低温度的差值。在以下的表1中表示该结果。
表1
Figure BDA0002257778520000161
根据表1可知，最高温度与最低温度之间的差值最大的比较例1和实施例这两个情况为优选的区域调温形态。
于是，接下来，以下进行与热响应性相关的验证。
[与热响应性相关的一个考察]
参照图5A、图5B对与热响应性相关的一个考察进行说明。在此，图5A是表示上述温度分析的实施例以及比较例1的放电次数与电极温度的相关图表的图，图5B是将图5A的B部放大的图。
热响应性(或温度响应性)是指在电极板的调温后，在重复等离子处理的过程中的电极板的温度稳定性，到温度稳定为止的时间(或放电次数)较短(较少)的一方热响应性良好。
根据基板处理张数的增加，换言之等离子的接通－断开的重复次数(放电次数)，温度调整板的温度逐渐上升。由于实施例的温度调整板为热传导率较高的铝制，因而能够在良好的热响应性的前提下执行等离子处理。因此，如图5A所示，能够在放电次数较少的阶段使温度调整板的温度稳定，而能够实现不依赖被处理的基板G的张数的加工。
另一方面，由于比较例1的传热调整板为热传导率较低的不锈钢制，因此，虽然如表1所示那样面内的温度差较高，但热响应性劣于实施例，因而到传热调整板的温度稳定为止的时间长于实施例。另外，如图5B所示，在X1的位置，等离子被接通，在X2的位置，等离子被断开，重复这样的放电而温度逐渐稳定，但与比较例1相比，实施例的到温度稳定为止的放电次数可以较少。
这样，若考虑上述的温度分析的结果以及与热响应性相关的考察这两方面，则能够得出实施例的温度调整板和传热调整板的结构较佳的结论。
[与蚀刻速率的温度依赖性以及选择比的温度依赖性相关的实验]
接下来，参照图6至图10对多个绝缘膜的与蚀刻速率的温度依赖性以及选择比的温度依赖性相关的实验进行说明。在此，图6是模拟了在实验中应用的基板载置台的俯视图的图。
(实验概要)
在本实验中，改变载置台的温度，而对各个区域的加工性能进行了评价。在实验中，将与内侧调温区域相对应的中央的俯视呈矩形区域设为包含中心点O在内的中央区域CA，将与外侧调温区域相对应的外侧的俯视呈矩形框状的区域设为包含边缘E在内的边缘区域EA。此外，将中央区域CA与边缘区域EA之间的中间线设为中间区域MA。
在本实验中，收纳基板载置台的基板处理装置为电感耦合型等离子处理装置，将腔室内的压力设定为5mTorr至15mTorr(0.665Pa至1.995Pa)，将ICP源电力和偏压电力均设定为5kW至15kW。而且，应用由F系气体和稀释气体构成的混合气体作为蚀刻气体进行等离子蚀刻处理，F系气体例如为从CHF3、CH2F2、CH3F、CF4、C4F8、C5F8等中选择的气体，稀释气体例如为从He、Ar、Xe等中选择的气体。
在本实验中，对在基板上成膜有SiN膜的试验体、在基板上成膜有SiO膜的试验体、在基板上成膜有栅电极用的Si膜(Poly-Si膜)的试验体分别验证绝缘膜、电极膜的蚀刻速率的温度依赖性。此外，也对于在基板上成膜有Si膜和SiO膜的多层膜，验证了SiO/Si选择比(SiO膜的选择性)的温度依赖性。
(实验结果)
图7是表示与SiN膜的蚀刻速率的温度依赖性相关的实验结果的图表。而且，图8是表示与SiO膜的蚀刻速率的温度依赖性相关的实验结果的图表。而且，图9是表示与Si膜的蚀刻速率的温度依赖性相关的实验结果的图表。此外，图10是表示与SiO/Si选择比的温度依赖性相关的实验结果的图表。
在各图表中，实线图表均是与图6所示的基板载置台的边缘区域的蚀刻速率的温度依赖性以及选择比的温度依赖性相关的图表，虚线图表均是与图6所示的中央区域的蚀刻速率的温度依赖性以及选择比的温度依赖性相关的图表。此外，单点划线均是与图6所示的中间区域的蚀刻速率的温度依赖性以及选择比的温度依赖性相关的图表。
根据图7，证实了SiN膜具有温度依赖性。关于边缘区域的蚀刻速率，可知在低温与高温之间不存在较大的蚀刻速率之差。另一方面，关于中央区域的蚀刻速率，可知低温时蚀刻速率较低，而高温时蚀刻速率较高，且与边缘区域的低温时的蚀刻速率为相同程度。
根据图7所示的实验结果，关于SiN膜的蚀刻处理，证实了通过进行将基板载置台的边缘区域调温成低温、将中央区域调温成高温的控制，能够获得在基板载置台的整个范围尽可能均匀且较高的蚀刻速率。
接下来，根据图8，证实了SiO膜不存在温度依赖性。因而，可知在对SiO膜进行蚀刻时，不一定需要按照区域进行调温控制。
接下来，根据图9，证实了Si膜具有温度依赖性。关于边缘区域的蚀刻速率，可知在低温和高温之间，蚀刻速率存在一定程度的差，另一方面，关于中央区域的蚀刻速率，可知在低温和高温之间，不存在边缘区域那样程度的蚀刻速率之差。
根据图9所示的实验结果，关于Si膜的蚀刻处理，证实了通过进行将基板载置台的边缘区域调温成低温、将中央区域调温成高温的控制，能够获得在基板载置台的整个范围尽可能均匀的蚀刻速率。另外，通过比较图7、图8以及图9，可知与SiN膜、SiO膜等绝缘膜的蚀刻速率相比，Si膜的蚀刻速率较低。这一点与图10所示的SiO/Si选择比较高相关。
根据图10，证实了SiO/Si选择比具有温度依赖性。关于边缘区域的选择比，可知在低温时较高，且随着升温而急剧降低，示出与图7以及图9所示的端边图表相反的倾向。另一方面，关于中央区域的选择比，可知在低温时较高(高于边缘图表)，且随着升温而逐渐降低，但成为与边缘图表的低温时的选择比相同程度。
根据图10所示的实验结果，关于在Si膜上成膜的SiO膜的蚀刻处理，证实了通过将基板载置台的边缘区域调温成低温、将中央区域调温成高温，能够获得在基板载置台的整个范围尽可能均匀且较高的SiO选择性。
根据本实验，对于在SiN膜的蚀刻处理、Si膜的蚀刻处理中的任一蚀刻处理，通过进行将基板载置台的边缘区域调温成低温、将中央区域调温成高温的控制，均能够进行在基板的整个范围尽可能均匀的蚀刻处理。特别是，在SiN膜的情况下，除了进行在基板的整个范围尽可能均匀的蚀刻处理以外，还会获得较高的蚀刻速率。而且，关于在Si膜上成膜的SiO膜的蚀刻处理，通过进行将基板载置台的边缘区域调温成低温、将中央区域调温成高温的控制，也能够获得在基板的整个范围尽可能均匀且较高的SiO/Si选择比。
另外，由于适合于边缘区域和中央区域各自的调温温度可能会根据SiN膜、SiO膜等绝缘膜、Si膜等导电膜的种类而不同，因而，优选的是，根据绝缘膜种类、导电膜种类，分别以适合的调温温度进行每个区域的调温控制。
也可以是对于上述实施方式列举出的结构等进行了与其他的构成要素的组合等而成的其他的实施方式，而且，本公开丝毫不限定于在此示出的结构。关于这一点，能够在不偏离本公开的主旨的范围内进行变更，并能够根据其应用方式适当地进行确定。
例如，对图示例的基板处理装置100作为包括电介质窗的电感耦合型的等离子处理装置进行了说明，但也可以是包括金属窗来代替电介质窗的电感耦合型的等离子处理装置，还可以是其他方式的等离子处理装置。具体而言，可列举电子回旋共振等离子(Electron Cyclotron resonance Plasma：ECP)、螺旋波激励等离子(Helicon WavePlasma：HWP)、平行平板等离子(Capacitively coupled Plasma：CCP)。还可列举微波激励表面波等离子(Surface Wave Plasma：SWP)。这些等离子处理装置包含ICP，且均能够独立地控制离子通量(日文：イオンフラックス)和离子能量，能够自由地控制蚀刻形状、选择性，并且，能够获得1011cm-3至1013cm-3左右的较高的电子密度。
而且，基板处理装置100为在基板G的相对面具有由与高频天线15连接的高频电源19构成的高频电极、且还在基板载置台60具有由与第1板61连接的高频电源73构成的高频电极的装置，但也可以是仅具有任一高频电极的基板处理装置。
而且，构成基板处理装置100的第1板61的各调温区域作为调温部而内置有加热器，在使用热CVD法进行成膜处理的情况下，不一定需要生成等离子。
而且，还可以应用于在第1板61的上表面不包括静电卡盘67、在矩形构件68的上表面不包括聚焦环69的基板载置台。

Claims (15)

1.一种基板载置台，当在处理容器内处理基板时该基板载置台载置所述基板并对其进行调温，其中，
所述基板载置台具有：
金属制的第1板，其借助间隙被划分区域成多个调温区域；以及
金属制的第2板，其与所述第1板接触，并具有比所述第1板的热传导率低的热传导率，
各个所述调温区域内置有进行固有的调温的调温部，
具有用于载置所述基板的上表面的所述第1板载置于所述第2板的上表面。
2.根据权利要求1所述的基板载置台，其中，
所述第1板由铝或铝合金形成，
所述第2板由不锈钢形成。
3.根据权利要求2所述的基板载置台，其中，
所述第2板由奥氏体类不锈钢形成。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的基板载置台，其中，
所述多个调温区域之间在所述间隙的上下连续。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的基板载置台，其中，
在任一所述调温区域电连接有电源。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的基板载置台，其中，
所述调温部具有加热器和供调温介质流通的调温介质流路中的至少任一者。
7.一种基板处理装置，该基板处理装置具有：处理容器、在所述处理容器内载置基板并对其进行调温的基板载置台、以及所述基板载置台的调温源，其中，
所述基板载置台具有：
金属制的第1板，其借助间隙被划分区域成多个调温区域；以及
金属制的第2板，其与所述第1板接触，并具有比所述第1板的热传导率低的热传导率，
各个所述调温区域内置有进行固有的调温的调温部，
具有用于载置所述基板的上表面的所述第1板载置于所述第2板的上表面。
8.根据权利要求7所述的基板处理装置，其中，
所述第1板由铝或铝合金形成，
所述第2板由不锈钢形成。
9.根据权利要求8所述的基板处理装置，其中，
所述第2板由奥氏体类不锈钢形成。
10.根据权利要求7～9中任一项所述的基板处理装置，其中，
所述多个调温区域之间在所述间隙的上下连续。
11.根据权利要求7～10中任一项所述的基板处理装置，其中，
在任一所述调温区域电连接有电源。
12.根据权利要求7～11中任一项所述的基板处理装置，其中，
所述调温部具有加热器和供调温介质流通的调温介质流路中的至少任一者，
与所述加热器相对应的所述调温源为加热器电源，与所述调温介质流路相对应的所述调温源为冷却器。
13.根据权利要求7～12中任一项所述的基板处理装置，其中，
所述基板处理装置还具有控制部，
所述控制部对于所述调温源执行使各个所述调温区域所具有的所述调温部以固有的温度进行调温的处理。
14.根据权利要求13所述的基板处理装置，其中，
所述基板载置台具有俯视呈矩形的外形，
所述调温区域具有矩形框状的外侧调温区域和在所述外侧调温区域的内侧隔着所述间隙配设的俯视呈矩形的内侧调温区域，
所述外侧调温区域和所述内侧调温区域均内置有调温介质流路，
所述控制部对于所述调温源执行使比在所述外侧调温区域的所述调温介质流路中流通的调温介质相对高温的调温介质在所述内侧调温区域的所述调温介质流路中流通的控制。
15.一种基板处理方法，该基板处理方法使用了基板处理装置，该基板处理装置具有：处理容器、在所述处理容器内载置基板并对其进行调温的基板载置台、以及所述基板载置台的调温源，其中，
所述基板载置台具有：
金属制的第1板，其借助间隙被划分区域成多个调温区域，以及
金属制的第2板，其与所述第1板接触，并具有比所述第1板的热传导率低的热传导率，
各个所述调温区域内置有进行固有的调温的调温部，
具有用于载置所述基板的上表面的所述第1板载置于所述第2板的上表面，
在各个所述调温区域一边进行固有的调温一边进行基板处理。
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